Классификация полезных ископаемых по условиям залегания

Понятие месторождений полезных ископаемых. Классификация полезных ископаемых по технологическим особенностям. Другие модели классификации месторождений полезных ископаемых

Месторождение — геологическое тело или совокупность геологических тел, разработка которых при данной экономической конъюнктуре целесообразна.

Геологическое тело — это различные по форме, размерам и условиям залегания образования земной коры (пласты, жилы, линзы, штоки и т. д.), сложенные полезным минеральным веществом или содержащие его в рассеянном виде. В ряде месторождений наблюдается несколько геологических тел.

Полезное ископаемое — природное минеральное вещество, которое в качественном и количественном отношениях пригодно для использования в народном хозяйстве.

Рудопроявление — природное скопление в горных породах полезных минералов небольших и невыясненных размеров. Иногда в результате разведки и изучения рудопроявление может быть переведено в месторождение.

Полезные ископаемые могут использоваться либо в естественном состоянии (высококачественный уголь, кварцевый песок), либо после предварительной обработки путем сортировки, дробления, обогащения (большинство руд).

Полезные ископаемые находят самое разнообразное применение в различных отраслях народного хозяйства. В настоящее время почти любая горная порода определенного качества и в определенных экономических условиях может быть использована для тех или иных целей, а поэтому «бесполезных ископаемых» почти не существует.

По характеру использования различают три рода полезных ископаемых: рудные, неметаллические и горючие.

Руда — это агрегат минералов, из которого валовым способом технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или металлическое соединение. В настоящее время рудами называют и некоторые нерудные, неметаллические полезные ископаемые. Например, говорят: «асбестовая руда», «апатитовая руда», «графитовая руда» и др.

Неметаллическое полезное ископаемое — извлекаемое из недр Земли минеральное неметаллическое вещество, которое по качеству и количеству пригодно для использования в естественном или переработанном виде в различных отраслях народного хозяйства.

Горючее полезное ископаемое — это минеральное вещество, извлекаемое из недр Земли в массовом количестве и используемое в естественном или переработанном виде как энергетическое топливо или служащее сырьем для металлургической и химической промышленности.

Классификации полезных ископаемых.

Классификации их могут быть различными. Часто используют по технологии использования. Применяется также генетическая классификация, в основу которой положены возраст и особенности происхождения; при этом обычно выделяют ресурсы до-кембрийской, нижнепалеозойской, верхнепалеозойской, мезозойской и кайнозойской геологических эпох.

Классификация по технологии использования:

• 1. Топливно-энергетическое сырье — нефть, уголь, газ, уран, торф, горючие сланцы и т.д.
• 2. Черные лимитирующие и тугоплавкие металлы — железо, хром, марганец, кобальт, никель, вольфрам и т.д.
• 3. Цветные металлы — цинк, алюминий, медь, свинец и т.д.
• 4. Благородные металлы — серебро, золото, металлы платиновой группы и т.д.
• 5. Химическое и агрономическое сырье — фосфориты, апатиты и т.д.

Классификация по технологии использования:

1) Топливные ресурсы. Их принято учитывать по двум главным категориям — общегеологических и разведанных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70—75% всех топливных ресурсов, а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом.

Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% земной суши. Как общие, так и разведанные запасы угля намного больше запасов нефти и природного газа. В 1984 г. на XXVII сессии Международного геологического конгресса общие мировые угольные ресурсы были оценены в 14,8 трлн т, а во второй половине 1990-х гг. в результате разного рода переоценок и перерасчетов — в 5,5 трлн т.

Первая десятка стран лидирующих по запасам угля: США, Китай, Россия, ЮАР, Австралия, ФРГ, Индия, Украина, Великобритания, Казахстан.

Нефть распространена в земной коре еще более чем уголь: геологи выявили примерно 600 нефтегазоносных бассейнов и обследовали около 400 из них. В результате реально перспективные на нефть (и природный газ) территории занимают, по разным оценкам, от 15 до 50 млн км2. Однако мировые ресурсы нефти значительно меньше угольных.

Это относится к общегеологическим ресурсам, оценки которых обычно колеблются в пределах от 250 до 500 млрд т. Иногда, правда, они поднимаются до 800 млрд т.

Первая десятка стран лидирующих по запасам нефти: Саудовская Аравия, Ирак, Кувейт, Иран, ОАЭ, Венесуэла, Россия, Мексика, Ливия, США.

Природный газ распространен в природе в свободном состоянии — в виде газовых залежей и месторождений, а также в виде «газовых шапок» над нефтяными месторождениями. Используются также газы нефтяных и угольных месторождений.

Общегеологические ресурсы природного газа в различных источниках оцениваются от 300 трлн м3 до 600 трлн и выше, но наиболее распространена оценка в 400 трлн м3.

Первая десятка стран лидирующих по запасам природного газа: Россия, Иран, Катар, ОАЭ, Саудовская Аравия, США, Венесуэла, Алжир, Нигерия, Ирак.

Уран очень широко распространен в земной коре. Однако экономически выгодно разрабатывать только те его месторождения, которые содержат не менее 0,1% полезного компонента: в таком случае получение 1 кг урановых концентратов обходится менее чем в 80 долл. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), в середине 1990-х гг. разведанные (подтвержденные) запасы урана, доступные для извлечения по такой цене, оценивались в 2,3 млн т. Они сосредоточены примерно в 600 месторождениях на территориях 44 стран мира.

Первое место в мире по разведанным запасам урана занимает Австралия. Далее с незначительным отрывом следует Казахстан. Третье место принадлежит Канаде. На долю этих трех государств приходится 45% мировых запасов урана. Кроме них, в первую десятку стран по разведанным запасам урана входят также (в порядке убывания) ЮАР, Бразилия, Намибия, США, Нигер, Россия и Узбекистан.

2) Металлические ресурсы (рудные) также широко распространены в земной коре. В отличие от топливных, генетически всегда связанных с осадочными отложениями, рудные залежи встречаются в отложениях как осадочного, так и в еще большей мере кристаллического происхождения. Территориально они также нередко образуют целые пояса рудонакопления, иногда такие гигантские, как Альпийско-Гималайский или Тихоокеанский.

Наиболее широко представлены в земной коре руды железа и алюминия.

Общегеологические запасы железных руд, по разным оценкам, варьируют от 400 млрд до 800 млрд т, а разведанные— от 150 млрд до 200 млрд т. Первая десятка стран лидирующих по запасам железных руд: Россия, Бразилия, Украина, Австралия, США, Канада, Индия, Китай, Казахстан, ЮАР.

Бокситы — главное алюминиевосодержащее сырье, состоящее в основном из гидроокислов алюминия. Месторождения их находятся в осадочных породах и большей частью связаны с участками коры выветривания, причем расположенными в пределах тропического и субтропического климатических поясов. В число главных бокситоносных провинций входят Средиземноморская в Европе, Гвинейская в Африке, Карибская в Латинской Америке и Северо-Австралийская. Общегеологические ресурсы бокситов обычно оценивают примерно в 250 млрд т, а разведанные их запасы — в 20— 30 млрд т. Наибольшими запасами бокситов обладают страны: Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Индия, Китай, Гайана, Суринам. Содержание глинозема в бокситах примерно такое же, как железа в железных рудах, поэтому запасы бокситов, как и запасы железных руд всегда оценивают по руде, а не по ее полезному компоненту.

3) Технические ресурсы и строительные материалы. Песок, глина, щебень и т.д.

Полезные ископаемые это богатство природы, которые человечество использует для удовлетворения своих потребностей. Ресурсы расположены неравномерно, и запасы их неодинаковы, поэтому отдельные страны имеют различную ресурсообеспеченность.

В мире существует различные классификации полезных ископаемых: по времени образования; по техническому использованию и т.д. один и тот же компонент может одновременно входить в разные классификации.

Классификация месторождений полезных ископаемых — разделение месторождений полезных ископаемых на группы (классы, серии, типы или более мелкие подразделения) на основе некоторых главных признаков, общих для месторождений, объединяемых гр. Признаки, используемые для классификации, выбираются в соответствии с ее целевым назначением.

Она может быть: 1) генетической (по генезису, т.е. по происхождению полезного ископаемого и по условиям образования его месторождений);

• 2) по вещественному составу полезных ископаемых (месторождения нефти, газов, углей, железорудные, медные, фосфоритов и т. п.);
• 3) минералогической (по минеральному составу полезных ископаемых);
• 4) морфологической (по форме, размерам и условиям залегания тел полезного ископаемого);
• 5) промышленной (горно-экономической), пользующейся признаками указанных др. классификаций в целях характеристики условий эксплуатации месторождений. Примером промышленной классификации рудных месторождений является промышленная классификация молибденовых месторождений Хрущева (1961), в которой по форме тел выделяются промышленные типы месторождений, а в пределах каждого типа промышленные группы по минеральному составу руд. Предлагаемые за последние годы многими геологами сложные классификаций месторождений (по существу генетические) представляют собой сочетание 2-3 из названных частных классификаций.

источник

По форме залегания месторождения твердых полезных ископаемых подразделяются на правильные и неправильные.

К правильным месторождениям относятся пласты (рис. 1.3) и пластообразные залежи.

Пластом называется плитообразная залежь, имеющая значительное распространение в земной коре и ограниченная двумя более или менее параллельными плоскостями. Весьма тонкие пласты, не разрабатываемые вследствие малой мощности (до 0,4 м), называются пропластками. Плоскости соприкосновения пластов отдельных пород называются плоскостями напластования.

Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком.

Пласты могут иметь однородное (простое) и сложное строение. Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называются прослойками.

Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.). Часть пласта, выходящая на земную поверхность или находящаяся неглубоко от нее под наносами, называется выходом пласта (под наносы). Пласты угля залегают согласно, если они в земной коре расположены параллельно друг другу. Несколько согласно залегающих пластов составляют свиту.

К неправильным месторождениям относятся жилы, штоки, гнезда, линзы (рис 1.4). Неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.

Жилой называется заполненная минеральным веществом трещина в земной коре. Жилы бывают простые и сложные. Ответвления от жил называют апофизами.

Такие формы залегания, как штоки, линзы, гнезда, представляют собой полости в земной коре, заполненные минеральным веществом. Они отличаются друг от друга формой и размерами. Такую форму залегания имеют месторождения железных, медных, полиметаллических и других руд.

Пласты горных пород в период образования залегали более или менее горизонтально, но под действием тектонических (горообразовательных) процессов, протекавших в земной коре, первоначальное залегание пород нарушалось в той или иной степени. В некоторых районах пласты оказались собранными в складки. Они могут занимать любое положение в земной коре.

Нарушения нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности — дизъюнктивными.

К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчатость (рис. 1.5).

Складка, обращенная выпуклостью вниз, называется синклиналью, а выпуклостью вверх — антиклиналью.

К дизъюнктивным нарушениям относятся сбросы, взбросы, надвиги и др. (рис. 1.6).

Положение пластов в земной коре определяется элементами их залегания. К ним относятся линия простирания, линия падения, угол падения и мощность пластов.

Линия простирания пласта — это линия (АВ), образующаяся на поверхности пласта при пересечении его горизонтальной плоскостью (рис. 1.7). Простирание пласта определяется азимутом направления линии простирания, т.е. углом по часовой стрелке между магнитным меридианом (направлением на север) и положительным направлением линии простирания.

Линия, лежащая в плоскости пласта перпендикулярно линии простирания, называется линией падения (СD), а само направление этой линии — падением пласта. Линия падения пласта образуется при пересечении пласта вертикальной плоскостью, перпендикулярной линии простирания.

Угол, образованный между линией падения пласта СD и ее проекцией на горизонтальную плоскость СЕ, называется углом падения пласта α. В зависимости от формы залегания и способа разработки полезных ископаемых их делят на горизонтальные, пологие, крутонаклонные и крутые (табл. 1.1).

Различие классификаций объясняется особенностями технологии и механизации разработки залежи полезного ископаемого.

Мощность пласта или иной залежи как элемент залегания представляет собой расстояние по нормали между кровлей и почвой. Такую мощность m называют истинной, или нормальной. Расстояние между кровлей и почвой, измеряемое по горизонтали, называют горизонтальной мощностью m_г а по вертикали — вертикальной мощностью m_в.

Поскольку в пределах залежи полезного ископаемого мощность ее, как правило, изменяется, поэтому на практике употребляют термин — средняя мощность. Так как пласты, например, угля, нередко имеют сложное строение, то различают полезную (без прослойков) и полную (с прослойками) мощность. При разработке угольных месторождений иногда вынимают только часть мощности пласта, которую называют вынимаемой мощностью. Различают также минимальную мощность пласта. Минимальная мощность, при которой разработка пласта целесообразна, называется рабочей мощностью.

Классификация угольных пластов и рудных залежей по нормальной мощности представлена в табл. 1.2. Различие классификаций также обусловлено особенностями технологии и способа разработки.

Элементы залегания пластовых месторождений являются более или менее выдержанными. Для рудных тел они изменяются, как правило, в широких пределах.

Таблица 1.1 — Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения

Таблица 1.2 — Классификация залежей полезных ископаемых по мощности

Дата добавления: 2016-10-30 ; просмотров: 2626 | Нарушение авторских прав

источник

Вопросы программы достаточно подробно изложены в рекомендуемой литературе [1, с. 5-32,51]. Уясните, в чем заключаются различия понятий полезное ископаемое,минеральное сырье,минеральные ресурсы. Если под полезным ископаемым понимают пригодные для экономически выгодного использования природные вещества земной коры, то под минеральным сырьем – товарную продукцию горного производства, т.е. полезные ископаемые, извлеченные из недр. Минеральные ресурсы, составляющие важную часть природных ресурсов, — это совокупность доступных для промышленного использования и количественно оцененных полезных ископаемых, заключенных в недрах отдельных территорий или Земли в целом. Подготовленную к освоению часть минеральных ресурсов называют минерально-сырьевой базой.

Месторождением полезного ископаемого называется участок земной коры, содержащий скопление полезного ископаемого, которое по количеству, качеству и условиям залегания пригодно для рентабельной разработки. Совокупность экономических требований применительно к условиям каждого конкретного месторождения называется промышленными кондициями. От них зависят предельно допустимые нормы качества и количества (запаса) полезных ископаемых с учетом горно-геологических условий эксплуатации и географо-экономического положения месторождения. Рассмотрите, в чем заключаются требования к количеству и качеству полезных ископаемых, горно-геологическим и географо-экономическим условиям, предъявляемые к месторождениям. Обратите внимание на геолого-экономический аспект понятийполезное ископаемоеиместорождение.

Промышленная классификация полезных ископаемых основана на их использовании. Она предусматривает деление полезных ископаемых на четыре крупные серии: металлические (рудные), неметаллические (нерудные), топливно-химические, гидро- и газоминеральные, которые в свою очередь подразделяются на группы по отраслям промышленности и способу применения (табл.1).

Руды железа, хрома, марганца

Руды титана, ванадия, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена

Руды олова, меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути

Руды благородных металлов

Руды золота, серебра, платиноидов: платины, рутения, родия, осмия, иридия, палладия

Руды радиоактивных металлов

Руды лития, бериллия, ниобия, тантала, циркония, гафния, редких земель (лантаноиды)

Руды галлия, германия, кадмия, индия, рубидия, цезия, селена, теллура

Алмаз, графит, слюды, вермикулит, асбест, тальк, барит, кварц, исландский шпат, монтмориллонит

Драгоценные и поделочные камни

Ювелирные: алмаз, изумруд, рубин, сапфир, топаз, аметист, пироп; ювелирно-поделочные: горный хрусталь, лазурит, малахит, чароит, родонит, уваровит; поделочные: яшма, письменный гранит, лиственит, офикальцит, селенит и др.

Фосфорное, серное, фторное, борное, соли, минеральные пигменты, торф

Сырье для производства строительных материалов

Естественные строительные камни: лабрадорит, габбро, диорит, граниты, базальт, песчаник, карбонаты, туфы, кварциты, мраморы и др.; вяжущие материалы: мергель, известняк, глина, гипс; песчано-гравийные: песок, гравий, галька; стекольные: кварцевый песок, карбонаты, мирабилит; керамические: глины

Флюсовое: известняк, флюорит и др.; огнеупорное: хромшпинелиды, дуниты, магнезиты и др.

Горючие газы, газовые конденсаты

Поверхностные и подземные воды и рассолы

Питьевые, технические, сырьевые (технологические), тепло-энергети-

ческие, лечебные воды и рассолы

Месторождения полезных ископаемых бывают приурочены к определенным тектоническим структурам, в связи с которыми они образуют некоторые совокупности. Учитывая наличие структур разного порядка, можно говорить об уровенном строении земной коры и соответствующих уровнях распространения месторождений. Наиболее крупными из них являются провинции полезных ископаемых (например, Уральская), внутри которых выделяются области (платиноносный пояс Урала), затем районы (Качканарско-Первоуральский), рудные поля (Качканарское) и месторождения (Гусевогорское титаномагнетитовое месторождение) [1,с.16-17].В пределах месторождений можно выделить следующие уровни строения: тела полезных ископаемых, участки тел, минеральные агрегаты, минеральные индивиды, химические элементы и физические поля.

Границы тел полезных ископаемых бывают естественными и искусственными. Естественные границы имеют место при наличии резких четких контактов и проводятся обычно по данным документации. Искусственные -имеют место при наличии постепенных переходов от полезных ископаемых к вмещающим горным породам, тогда границы тел проводятся исходя из требований экономической выгодности разработки. Тела полезных ископаемых отличаются многообразием форм [1, с. 17-25].Обогащенные полезными ископаемыми участки тел получили название рудных столбов, которые могут быть морфологическими и концентрационными [1,с. 20-21].Тела полезных ископаемых и их участки состоят из минеральных агрегатов -совокупностей более или менее одновременно образовавшихся минералов. Форма, размеры и пространственные соотношения минеральных агрегатов характеризуются понятиемтекстура [1, с. 27-29].На основании исследования текстур делаются генетические выводы о последовательности образования минеральных агрегатов, об этапах и стадиях образования месторождений, а также практические выводы о способах и системах разведки и опробования. Минеральные агрегаты в свою очередь сложены индивидами минералов, форма, размеры и пространственные соотношения которых характеризуются понятиемструктура. Исследование структур необходимо не только для выявления последовательности и условий образования минералов, но и для решения вопросов обогащения полезных ископаемых. Полезные ископаемые состоят из химических элементов, среди которых различают главные полезные, попутные полезные, вредные и инертные. Наконец, химическими и минеральными свойствами полезных ископаемых бывают обусловлены физические свойства залежей полезных ископаемых, которые используются при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Особое внимание следует обратить на понятие о геологических моделях месторождений. Моделирование -это замена реальных объектов образами, удобными для исследования. В основе геологических моделей лежит представление о месторождениях как совокупности различным образом соотносящихся в пространстве геологических полей: морфоструктурных, морфометрических, минералогических, геохимических и др. Геологические модели, в свою очередь, являются основой физико-геологических моделей, построение которых необходимо для выбора рационального комплекса геофизических методов исследований, рациональной методики обработки и интерпретации наблюдений. Студентам необходимо уметь строить простейшие графические геологические модели месторождений различных генетических групп, представляющие собой плоские сечения (планы, разрезы) обобщенных, типичных для каждой группы объектов с указанием состава полезных ископаемых и вмещающих горных пород.

Исследования месторождений полезных ископаемых ведутся в основном эмпирическими методами, на основе результатов которых делаются теоретические обобщения. Эмпирические методы можно подразделить на описательные (наблюдательные) и экспериментальные. Описательным методам принадлежит ведущая роль. В зависимости от изучаемого уровня распространения и строения месторождений они подразделяются на классы (табл.2).

Классификация описательных методов исследования месторождений

источник

Все ископаемые вещества (твердые, жидкие и газообразные) и геотермальная энергия сосредоточены в верхних слоях земной коры. Числовая оценка среднего содержания химических элементов в недрах Земли, различных типах горных пород производится с использованием кларка данного вещества (выражается в процентах, в г/т и др.). Более 99% массы земной коры составляют кларки следующих элементов: кислород — 47%; кремний — 29,6; алюминий — 8,05; железо — 4,65; кальций — 2,96; натрий — 2,50; калий — 2,5; магний — 1,87%. Знание кларков важно при поисках и промышленной оценке месторождений полезных ископаемых.

Полезным ископаемым(минеральное сырье) принято называть природное минеральное образование земной коры неорганического и органического происхождения, которое может быть использовано в народном хозяйстве.

Залежи горных пород, которые обогащены одним или несколькими минералами (независимо от их практической ценности), получили название просто минеральных(геологических)месторождений. Те из них, которые представляют естественные скопления полезных ископаемых, по количеству, качеству и условиям залегания пригодные для промышленного и иного хозяйственного использования, называютсяместорождениями полезных ископаемых. Минеральные скопления с небольшими запасами или бедными рудами ( что делает разработку экономически нецелесообразной) принято рассматривать какрудопроявления. В случае усовершенствования техники добычи и извлечения полезных компонентов рудопроявления могут перейти в разряд промышленных месторождений.

Полезные ископаемые (минеральные ресурсы) в зависимости от области хозяйственного применения подразделяются на следующие группы:

топливно-энергетические(нефть, природный газ, ископаемый уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды);

рудные,являющиеся сырьевой основой черной и цветной металлургии (железная и марганцевая руды, хромиты, бокситы, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и др.);

горно-химическое сырье(фосфориты, апатиты, поваренная, калийные и магнезиальные соли, сера и ее соединения, барит, борные соли, бром и йодсодержащие растворы);

природные (минеральные) строительные материалыинерудные полезные ископаемые, а также поделочные, технические и драгоценные камни (мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмаз, и др.);

гидроминеральные (подземные пресные и минерализованные воды).

Группировка минерально-сырьевых ресурсов носит условный характер, так как области хозяйственного использования одних и тех же полезных ископаемых могут быть различными. Например, нефть и газ — не только экономичные виды топлива, но и важнейшее технологическое сырье для химической промышленности.

Количественная оценка минеральных ресурсов выражается запасами полезных ископаемых, выявленных и разведанных. Величина разведанных запасов минерального сырья изменяется в зависимости от размеров добычи полезных ископаемых, степени разведанности (прироста разведанных запасов), а также от развития геологических знаний о строении земной коры и возможных концентрациях полезных ископаемых в различных ее частях.

Данные геологической разведки позволяют вычислять объем тел полезных ископаемых, а при умножении объема на плотность определять запасы полезных ископаемых в весовом исчислении. При подсчете запасов жидких и газообразных полезных ископаемых помимо объемного метода применяется способ расчета по притокам в скважинах. Для некоторых месторождений полезных ископаемых, кроме того, подсчитывается количество содержащихся в них запасов ценных компонентов, например, запасы металлов в рудах. Запасы полезных ископаемых в недрах земли измеряются в кубических метрах (строительные материалы, горючие газы и др.), в тоннах (нефть, уголь, руда), в килограммах (благородные металлы), в каратах (алмазы).

Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчета, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности их геологической разведки. По степени достоверности определения запасов они разделяются на ка-тегории. В странах СНГ, как и в бывшем СССР, действует клас-сификация с разделением на четыре категории: А,В,С₁иС₂.

Запасы категории Аявляются наиболее разведанными с точно определенными границами залегания и вполне подготовленными для добычи. Ккатегории Вотносятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых с примерно определенными границами залегания. Вкатегорию С₁включают разведанные в общих чертах месторождения с запасами, подсчитанными с помощью экстраполяции геологических данных. Ккатегории С₂относятся перспективные запасы, выявленные за пределами разведанных частей месторождений. Как правило, данные о запасах полезных ископаемых категорийАиВиспользуются при разработке текущих планов и прогнозов развития народного хозяйства. Остальные категории запасов (С₁иС₂) учитываются при обосновании долгосрочных прогнозов, планировании геологоразведочных работ.

Запасы полезных ископаемых подразделяют также по их пригодности для использования в народном хозяйстве на балансовые и забалансовые. К балансовымпринадлежат такие запасы, которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; кзабалансовым — запасы, которые при имеющейся технике не могут быть эффективно использованы. Существует также категорияпрогнозных — геологических запасов, оцениваемых приближенно в качестве возможных.

источник

По физическому состоянию различают полезные ископаемые:твердые (уголь, руды металлов, горно-химическое и строительное сырье и др.), жидкие (нефть, минеральные воды и др.) и газообразные(горючие газы).

Классификация месторождений полезных ископаемых основывается на важнейших природных свойствах и направлениях использования минерального сырья. Они разделяются следующим образом:

− горючие полезные ископаемые (уголь, сланцы, битумы);

− руды черных металлов (железо, марганец, хром, титан, ванадий);

− руды цветных металлов (алюминий, магний, никель, кобальт, медь, свинец, цинк, олово, вольфрам, молибден, висмут, сурьма, ртуть);

− руды благородных металлов (золото, серебро, платина);

− руды радиоактивных металлов (радий, уран, торий);

− руды редких и рассеянных элементов (литий, цезий, рубидий, бериллий, иттирий, скандий, германий, рений, таллий, галлий, кадмий, индий, селен, теллур);

− руды химической промышленности (соли, фосфориты, апатиты, сера, полевой шпат);

− руды индустриального сырья (барит, флюорит, асбест, тальк, графит, пьезо-и оптические минералы, слюда, кварц, корунд, наждак);

− флюсы и огнеупоры для металлургической промышленности (известняк, доломит, магнезит, глина);

− природные строительные материалы (бутовый, блочный и облицо-вочный камни, гравий, песок, известняк, глина, гипс, туф, ангидрит);

− алмазы и камнесамоцветное сырье (алмаз, сапфир, рубин, алексан-дрит, изумруд, аквамарин, турмалин, кварц, хризолит, гранит, пироп, алман-дин, циркон, агат, оникс, бирюза, лазурит, лунный и солнечный камни, орлец, яшма, гагат, янтарь).

Залежь полезного ископаемого, ее формы и геометрические параметры

Залежь полезного ископаемого представляет собой тело с промышленным содержанием полезных компонентов, размещенное в массиве горных пород и ограниченное поверхностями раздела с вмещающими породами.

По своей форме залежи подразделяют на пластовые и пластообразные, столбообразные, линзообразные, жильные, изометрические, сложные.

Пластовые и пластообразные залежи ограничены двумя приблизительно параллельными поверхностями и занимают значительную площадь. Пластообразная залежь отличается от пластовой менее выдержанной формой и мощностью.

Столбообразные залежи имеют значительную протяженность по глубине и небольшие размеры в поперечном сечении.

Линзообразные залежи в сечении представляют собой форму линз, мощность которых в центральной части достигает сотни метров.

Жильные залежи сформировались в результате заполнения минеральным веществом трещин в горных породах.

Изометрические залежи одинаково развиты во всех трех направлениях в пространстве. К их числу относятся штокообразные и гнездообразные залежи; карманы, погреба и другие мелкие тела.

Сложные формы залежей имеют изменчивую форму. Они часто бывают изогнуты, перемяты раздроблены и тому подобное.

Элементы залегания пласта

К элементам залегания пласта относятся: простирание (длина), падение (ширина), мощность (толщина), угол падения и глубина залегания.

Мощностью пласта m называется расстояние по нормали между кровлей и почвой пласта. Такую мощность еще называют нормальной (или истинной (рисунок 2.2).

Углом падения αназывается вертикальный угол, составленный линией падения с горизонтальной плоскостью. Угол падения измеряется от 0 до 90°.

Глубиной залегания Н – расстояние по вертикали между уровнем поверхности и кровлей пласта.

Элементы залегания определяются в конкретной точке «a» с координатами X,У,Z.

Рисунок 2.1 – Элементы залегания пластовой залежи (пласта)

Рисунок 2.2 – Мощность пластовой залежи (пласта)

Горные породы, в которых залегает пласт, называют боковыми (вмещающими) породами. Горные породы, лежащие непосредственно над пластом, называют кровлей пласта. Горные породы, лежащие непосредственно под пластом, называют почвой пласта. У крутых пластов почву часто называют лежачим боком, а кровлю – висячим боком.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

источник

Существует достаточно большое число вариантов классификаций месторождений по их генезису. В предлагаемой классификации (табл. 4) рассматриваются следующие соподчиненные единицы (таксоны); серии, группы, классы и подклассы месторождений полезных ископаемых.

Знание генезиса МПИ и его учет при проектировании горнодобывающих предприятий имеют большое научное и практическое значение.

Таблица 2. Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, — 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

Лекция №6. Морфологические типы тел полезных ископаемых. Вещественный состав полезных ископаемых.

План: 1. Основные понятия;2. Характер и форма контактов тел полезных ископаемых3. Условия и глубина залегания и выдержанность оруденения; 4. Соотношение с вмещающими породами по времени образования; Минеральные агрегаты, представляющие собой полезные ископаемые, залегают в земной коре в виде геологических тел различной формы и пространственного положения. Морфологические параметры тел (и месторождений) полезных ископаемых зависят от многих факторов – условий образования, особенностей геологического строения тех участков земной коры, к которым они приурочены, от развития этих участков уже после образования месторождений и др. Поскольку тела полезных ископаемых являются объектами горного производства, то морфология и условия их залегания в значительной степени определяют выбор способа вскрытия и разработки, способа проходки и крепления горных выработок, выбор технологических схем добычи и переработки минерального сырья, а также полноту извлечения полезных ископаемых из недр. Кроме того, для подсчета запасов, т.е. определения количества полезного ископаемого, содержащегося в месторождении илиотдельной его части, необходимо знать объем, занимаемый им в пространстве. Таким образом, оценка морфологических условий является одной из важнейших задач изучения месторождений как в процессе их разведки, так и при эксплуатации. Целью данной лабораторной работы является изучение студентами горных специальностей основных морфологических типов залежей полезных ископаемых в земной коре, описание их формы, размеров, условий залегания по графическим геологическим материалам. Понятие «морфология тел полезных ископаемых» включает в себя: 1) формы тел; 2) характер и форму контактов с вмещающими породами; 3) характер выклинивания; 4) мощность и ее изменчивость; 5) условия залегания; 6) выдержанность оруденения; 7) соотношение с вмещающими породами по времени образования; 8) соотношение с элементами структур и условиями залегания вмещающих пород; 9) глубину залегания и распространения; 10) степень и характер нарушенности постминерализационными тектоническими процессами. Телом или залежью полезного ископаемого называется ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурному элементу или к комбинациям таких элементов. Для месторождений твердых полезных ископаемых выделяются три морфологических типа залежей – изометричные, плоские и вытянутые в одном направлении. Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопления минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях. К ним относятся штоки, штокверки и гнезда. Штоком называется крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья, имеющая секущие контакты с вмещающими породами и размеры в поперечнике – более 10 м (рисунок 1). Штоки чаще всего образуются на сплошном пересечении многих трещин, приобретая вдоль них многочисленные ответвления и утолщения. При этом шток может превратиться в сложное и неправильное штокообразное тело размером до десятков и сотен метров. Примером залежей этого типа могут служить штоки каменной соли, гипса, штоки и штокообразные гидротермальные метасоматические залежи медных, свинцовых, цинковых и др. руд Гнездом называется небольшое (менее 10 м в поперечнике) скопление полезного ископаемого (рисунок 3). Такую форму имеют тела некоторых месторождений золотых, свинцово-цинковых, хромитовых, ртутных и др. руд. Когда шток или гнездо сплющены в одном направлении, образуются линзы и чечевицы – тела, переходные по форме от изометричных к плитообразным Линза – плитообразное тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающееся по всем направлениям. Мощность линзы невелика по сравнению с ее протяженностью. Чечевица -линза большой мощности при относительно меньших линейных размерах. Примером тел такой формы могут служить линзы, сложенные высокосортными солями, ценной огнеупорной глиной, чистым кварцевым песком среди лагунных песчано-глинистых отложений (рисунок 5), а также линзы и линзообразные тела аллювиальных россыпных месторождений золота, вольфрамита, касситерита и др. Карманом называют небольшие тела неправильной формы, быстро выклинивающиеся на коротком расстоянии. Скопления минерального вещества в виде карманов характерны для месторождений коры выветривания (бокситов, силикатов никеля, магнезита)и аллювиальных россыпей Штокверк представляет собой более или менее изометричный объем горной породы, пронизанный различно ориентированными прожилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества Границы промышленной залежи в пределах штокверка устанавливаются по данным опробования. В качестве руды в данном случае рассматривается масса горной породы с прожилками и вкраплениями, если она удовлетворяет требованиям кондиций. Плитообразные (плоские) тела. Тела такой формы характеризуются двумя большими и одним (мощность) значительно меньшим размерами. Это самый распространенный в природе морфологический тип, к которому принадлежат пласты и жилы. Пласт – плитообразное тело обычно осадочного происхождения, отделенное от других пород более или менее параллельными плоскостями напластования (нижней – подошвой и верхней –кровлей пласта). Пласты могут быть простыми, когда они однородны по составу и не включают прослоев вмещающих пород, и сложными, состоящими из чередующихся прослоев полезного ископаемого и вмещающих пород По мощности пласты могут иметь раздувы и пережимы, простое (путем постепенного уменьшения мощности) или сложное (путем расщепления на ряд прослоев) выклинивания Примерами могут являться пласты угольных, марганцевых, железорудных месторождений, минеральных солей, фосфоритов. В угольной геологии помимо геологического определения мощности существует промышленное разделение пластов по мощности: — весьма тонкие – до 0,5 м; — тонкие – 0,5 – 1,3 м; — средней мощности – 1,35 – 3,5 м; — мощные – 3,55 – 15,0 м; — весьма мощные – более 15 м. По степени выдержанности угольные пласты делятся на: — выдержанные; — относительно выдержанные; — невыдержанные. Тела полезных ископаемых неосадочного происхождения, но близкие по форме к пластам, принято называть пластообразными залежами. От пластов они отличаются меньшими размерами попростиранию и падению, но большей и менее выдержанной мощностью Жилы представляют собой трещины в горных породах, заполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Они также относятся к плитообразным телам, поскольку, протягиваясь по простиранию и на глубину на десятки и сотни метров, онихарактеризуются значительно меньшим третьим измерением – мощностью, которая обычно изменяется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Резкое уменьшение мощности жилы говорит о ее выклинивании или пережиме, а увеличение мощности – ораздуве. Поверхности, по которым минеральное вещество жилы соприкасается с мещающими породами, называются зальбандами.Прилегающие к жиле породы нередко бывают изменены и минерализованы. Жилы, как и пласты, делятся на простые и сложные. К простым относятся одиночные минерализованные трещины, к сложным – системы переплетающихся трещин, зон дробления и т.д. По деталям морфологии среди жил различают ветвящиеся, камерные, четковидные, рубцовые, лестничные, седловидные. Для ветвящихся жил типично наличие ответвлений (апофиз) от основной рудной жилы в сторону лежачего и висячего боков(рисунок 14). Такие формы характерны для слюдоносных и редкометальных пегматитов и золотоносных жил. В камерных и четковидных жилах по их простиранию чередуются раздувы различной формы и пережимы.Тела такой формы образуют месторождения цветных, редкихи благородных металлов. Разновидностью четковидных жил являются рубцовые жилы, в которых линзовидные раздувы и пережимы расположены равномерно. Чаще всего образуются по трещинам выщелачивания в известняках. Лестничные жилы) состоят из целой серии субпараллельных коротких рудных жилок, располагающихся перпендикулярно стенкам. Такие жилы особенно характерны для золоторудных месторождений. Седловидные жилы приурочены к замковым частям складчатых структур. Такие тела являются довольно распространенными в колчеданных, полиметаллических, сурьмяных, золоторудных месторождениях. Жильные месторождения иногда состоят из одной жилы, а чаще из групп – пучков или семейств жил.Характер и форма контактов тел полезных ископаемых Контакты тел полезных ископаемых – это их границы с окружающими (вмещающими) породами. В случае наклонного залегания верхний контакт является висячим, а нижний – лежачим.По характеру контакты бывают четкими (резкими), когда границымежду полезным ископаемым и вмещающими породами видна невооруженным глазом, и постепенными, если сплошная или густовкрапленная масса полезного ископаемого переходит в породу через зону постепенно убывающей вкрапленности. В этом случаеграница устанавливается по результатам опробования. По форме контакты бывают ровными и сложными (извилистыми). Характер выклинивания Выклинивание – окончание тела полезного ископаемого по простиранию и падению. Различают три типа выклинивания :простое – когда мощность полезного ископаемого постепенно уменьшается до полного исчезновения, тупое – если полезное ископаемое прекращается резко, и сложное – когда тело полезного ископаемого расщепляется на тонкие пропластки и прожилки или незакономерно рассеивается (рисунки 11, 14). Признаками, указывающими на выклинивание рудных тел, являются: изменение мине-рального состава, переход массивных руд в зоны вкрапленников, расщепление рудного тела на серию тонких коротких прожилков. Мощность полезного ископаемого – это расстояние между кровлей (висячим контактом) и подошвой (лежачим контактом).Геологическими определениями являются истинная мощность –это кратчайшее расстояние и видимая мощность – любое расстояние между кровлей и подошвой. Кроме того, существуют понятия промышленной мощности: рабочей считается минимальная мощность, при которой целесообразна разработка залежи, эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и породы, прихватываемой в процессе разработки, полезной — определяемой как сумма мощностей пропластков полезного ископаемого в пределах эксплуатационной мощности. Условия залегания тела полезного ископаемого характеризуют его положение в пространстве. Это, прежде всего, азимут простирания, азимут падения и угол падения. В зависимости от углов падения различают: 1) пологие (углы до 180); 2) наклонные (19 – 350); 3) крутонаклонные (36 — 550); 4) крутые (56 – 900) падения пластов и пластообразных залежей. Кроме азимута простирания, азимута падения и угла падения для характеристики условий залегания тел полезных ископаемых добавляют еще два: линия восстания и склонения. Линия восстания получается так же, как и линия падения, но направлена в противоположном от линии падения направлении. Угол восстания равен углу падения. Склонение тела полезного ископаемого – это отклонение по мере углубления длинной оси рудного тела от направления падения. При описании условий залегания для горно-геологической характеристики имеют значение не столько средние значения элементовзалегания, сколько их изменчивость. Выдержанность является характеристикой степени прерывистости (или непрерывистости) полезного ископаемого в пределах его рабочего контура (или мощности). С этой точки зрения выделяются четыре типа залежей: — выдержанные – в пределах тела полезного ископаемого отсутствуют участки, не содержащие промышленных концентраций; — относительно выдержанные – в пределах рабочего контура участки с непромышленным оруденением или безрудные составляют не более 25% всей площади; — невыдержанные – внутри рабочего контура участки с нерабочей мощностью или пустыми породами занимают от 25 до 50%; — крайне невыдержанные – площадь некондиционных участков или пустой породы составляет более 50%. По возрастному соотношению с вмещающими породами различают две группы тел полезных ископаемых и месторождений. Сингенетическими являются тела, сформировавшиеся одновременно или почти одновременно с вмещающими породами. К ним относятся практически все осадочные месторождения. Эпигенетическими называются тела, образовавшиеся позднее вмещающих пород. К этой группе относятся все жилы, алмазоносные трубки взрыва и др. По отношению с элементами структур выделяются тела согласные и секущие. Согласные тела полезных ископаемых имеют те же условия и элементы залегания, что и вмещающие породы. Как правило, это тела сингенетические по отношению к вмещающим породам (все осадочные месторождения). Секущие – это тела полезных ископаемых, пересекающие вмещающие породы или имеющие условия залегания заметно отличающиеся от условий залегания вмещающих пород и элементов структур. Секущие тела всегда являются эпигенетическими поотношению к вмещающим породам. Глубина залегания – это расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней кромки тела полезного ископаемого. С этой точки зрения выделяются тела поверхностные, выходящие на поверхность, приповерхностные, глубина залегания которых менее 100 м, и глубинные, залегающие на глубинах более 100 м. Глубина распространения тел полезных ископаемых (и месторождений) – это расстояние от земной поверхности до нижней границы оруденения. Тела полезных ископаемых любой формы часто нарушены постминерализационными тектоническими деформациями, усложняющими первоначальную форму тел и месторождений, а нередко вызывающими серьезные трудности при ведении горных работ. Эти деформации делятся на складчатые и разрывные. Складчатые нарушения наиболее характерны для осадочных месторождений металлического и неметаллического сырья и углей. Наиболее распространенными на всех месторождениях являются разрывные нарушения типа сбросов, взбросов и сдвигов,либо их комбинации. При их изучении важно определить направление движения отдельных блоков. Это помогает обнаружить смещенную часть тел.

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, — 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

Лекция №7. Промышленные типы металлических, неметаллических, горючих полезных ископаемых.

Промышленные типы металлических, не металлических, горючих полезных ископаемых.

Учение о месторождениях полезных ископаемых основывается на фактических данных, полученных при эксплуатационных и поисково- разведочных работах, и полностью зависит от интенсивности развития горной промышленности и полноты использования полученных при этом геологических данных.

Полезным ископаемымпринято называть природное скопление минерального вещества в земной коре, образовавшееся под влиянием геологических процессов, из которого можно извлекать металлы или минералы с целью промышленного их использования в народном хозяйстве. Среди них выделяются: 1) руды, содержащие металлы, ценные для металлургической промышленности (железо, медь, свинец, цинк, хром, никель, уран и др.); 2) неметалические минеральные вещества, используемые либо в «сыром», т.е. естественном виде (графит, тальк, асбест, слюда и др.); либо требующие химической переработки с целью синтезирования необходимых соединений (калийные соли и фосфаты, из некоторых могут быть получены важные для сельского хозяйства удобрения, или бораты, перерабатываемые на борный ангидрид употребляемый в стеклоделии, керамике, медицине и др.); 3) строительные камни и материалы (граниты, лабрадориты, пески, глиныи др.); 4) горючие полезные ископаемые (угли, нефти природные газы и др.); 5) минеральные источники, радиоактивные воды и т.д.

Полезные ископаемые находятся в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Месторождением полезного ископаемого называют участок земной коры с характерной структурой, в котором полезное ископаемое образует рудные тела, разработка которых в количественном, качественном и экономическом отношениях удовлетворяет требованиям промышленности.

Рудные тела или залежь — это обособленное скопление полезного ископаемого, отчетливо отграниченное от окружающих пород.

Рудопроявление — скопление полезного ископаемого в земной коре, непригодное для эксплуатации или еще недостаточно изученное

Руда – агрегат минералов, из которого технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или металлическое соединение. Раньше термин «руда» применялся только для металлических полезных ископаемых. Сейчас он широко применяется и для неметаллических полезных ископаемых.

Рудное поле — группа месторождений, объединенных общностью происхождения и единством геологической структуры. Площадь рудных полей – от нескольких до десятков квадратных километров. Для изучения структуры рудных полей и месторождений проводят детальное изучение тектонических элементов (складок, трещин, разрывов и т.д.) а также интузивных массивов, играющих важную роль в локализации оруднения.

Воздвигая города, фабрики и заводы, строя дороги, запуская в космос ракеты, люди все в больших масштабах эксплуатируют богатства недр. Достаточно сказать, что в нашу эпоху человечество добывает ежегодно более 2 млрд. тонн разнообразных ископаемых . На каждого живущего сейчас на Земле человека, в день добывается около трех килограммов угля, руды, материалов, идущих на нужды строительства и т.д. За время своего существования люди сожгли не менее 50 млрд. тонн угля, 80 млн. тонн меди, свинца и цинка.

К неметаллическим относят свыше 130 промышленных видов полезных ископаемых, которые используются в естественном виде или после предварительной переработки. Разделение неметаллических полезных ископаемых на три группы основано в ней на ведущих полезных свойствах и главных направлениях промышленного применения:

1) индустриальное сырье: драгоценные, поделочные и технические камни — алмаз, рубин, сапфир, изумруд, гранаты, малахит, агаты и др.; пъезооптическое и электротехническое сырье — пьезокварц, исландский шпат, оптический кварц, оптический флюорит, мусковит, флогопит; тепло- и звукоизоляционные, кислото- и щелочеупорные, а также огнеупорные материалы и добавочное сырье для металлургии — графит, асбесты хризотиловые и амфиболовые, тальк, магнезит, флюорит, барит, витерит; природные сорбенты — цеолиты, бентониты и др.

2) химическое и агрономическое сырье: минеральные соли — калийные, калийно-магниевые, поваренная, сульфат натрия, природная сода; фосфатное сырье — апатит и фосфориты; серное и борное сырье.

3) минеральное сырье для промышленности строительных материалов:для производства заполнителей легких бетонов и теплоизоляционных материалов- пемза, вулканические и известковые туфы, диатомиты, трепелы, опоки, перлит, вермикулит; строительный и облицовочный камень — магматические, осадочные и метаморфические горные породы; сырье для получения вяжущих их материалов — карбонатные породы, гипс и ангидрит; строительный песок и песчано-гравийные материалы, керамическое сырье — глины и каолины, полевые шпаты, пегматиты; стекольное сырье; породы для каменного литья; минеральные.

Горючие полезные ископаемые Казахстана. К горючим ископаемым относятся угли (каменные, бурые антрациты, сланцы, торф нефти и газа).

2.Экибастузский каменноугольный бассейн

3.Берчегурское месторождение каменного угля.

4.Ново-Семеновское месторождение горючие сланцы- Западный Казахстан

5.Кендырлыкское- Восточный Казахстан

1. Урало-Эмбенский нефтегазоносный бассейн

2.Мангышлакский нефтегазоносный бассейн

Металлические полезные ископаемые Казахстана

1.Соколово-Сарбайский горно- обогатительный комбинат

2.Донской ГОК. Хромитовые руды (Cr). (Южно-Кемпирсайскую и Сев.Кемпир.)

3.Атасуский железо-марганцевый бассейн.(Запад. Каражал, Вос.Каражал и Большой)

4.Кустанайский железорудный бассейн (Сарбайское, Козыревское месторождение, Лисаковское, Соколовское месторождения)

5.Карсакпайский железорудный бассейн

(Каратауское месторождение, Сарыжасское ванадаевое месторождение)

(М-ние: Бурановское, Батамшинское, Старо- танкеткенское, Караобинское)

Сейчас кобальт добывается для нужд промышленности из никелево- кобальтовых руд Актюбинской обл).

Казахстан- жемчужина цветной металлургии Медная промышленность Казахстана, представленная такими уникальными не только по запасам, но и по качеству руды месторождениями как Джезказганское, Конрадское, Саякское, Бошекульское, Орловское, Николаевское, Чатыркульское, а в Мугоджарских горах открыты богатые месторождения медно- колчеданных руд:50 лет Октября, Авангард и Приорское.

1.Медно- Колчеданное-Золото, Полиметаллические месторождения Акбастау и Кусмурун (Аягузский район Семипалатинск. Обл. райц. Чубартау)

2Полиметаллические месторождения рудного Алтая: Белоусовское, Николаевское, Орловское, Лениногорское, Зверяновское, Тишинское, Вавилонское, Березовское, Бухтарминское, Карчига и др.(Восточ.Каз-н)

3.Самыми крупными месторождениями свинца и цинка (свинцово-цинковых руд) Миргалимсайское, Зырьяновское, Текелийское (Шалкиинская, Ачисайское, Байджансайское), Алангырское, Карагалийское, Тишинское, Сокольное и Николаевское(Туюк, Суктобе)

Руды малых цветных металлов

Малые цветные металлы , к которым относятся Кадмий, Галлий, Индий, Мышьяк, Сурьма, Висмут, Ртуть и другие, в промышленных количествах встречаются, как правило, в рудах полиметаллических, колчеданных, медных, золоторудных и редко метальных месторождений Казахстана и иногда образуют самостоятельные месторождения.(Тургайское сульмато-ртутное месторождение в Целиноград. обл)

Руды благородных металлов

К благородным металлам относятся: золото, серебро, платина, осмий, иридий, палладий, радий, рутений.

Золото и серебро относятся к подгруппе благородных цветных металлов .

Остальные объединяются в подгруппу благородных черных металлов, иначе платиноидов. (Месторождения золота:Алтай, Аксу, Акбит, Жалямбек Майкай, Бестобе, Степняк, Юбилейный, Васильковский и др).

Неметаллические полезные ископаемые Казахстана:

Казахстан располагает богатейшими разнообразными природными ресурсами химического сырья. Уже сейчас наша республика производит около 40 различных видов химической продукции. Важнейшие из них – минеральные удобрения, синтетический каучук, полиэтилен, серная кислота, хромовые соединения, карбид кальция и многое другое. Эта продукция используется не только внутри страны, но и за ее пределами.

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, — 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

Лекция №8. Стадии и принципы разведки месторождений. Требований к оконтуриванию полезных ископаемых.

Техника разведки месторождений.

Методика поисков, разведки и опробования месторождений полезных ископаемых. Основные методы подсчета полезных ископаемых.

Учение о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых как прикладная геологическая наука (предмет и метод исследований). Задачи поисковых работ и оценка результатов поисков. Цель и задачи геологоразведочных работ. Краткие сведения об истории развития геологии и поисково-разведочных работ. Организация геологической службы в России. Развитие горнодобывающей промышленности и задачи геологоразведчиков на ближайшие годы.

1. Техника геологоразведочных работ.Общие сведения о технических средствах геологоразведочных работ — горные выработки, буровые скважины, геофизические работы. Сравнительная оценка технических средств — по полноте и достоверности геологической информации, по стоимости и срокам выполнения работ. Общее представление о типах горных выработок, буровых скважин и геофизических работах.

Горные работы.Устойчивость горных пород (рыхлые, связные, скальные). Основные свойства горных пород (плотность, пористость, твердость, взрываемость, упругость, хрупкость, разрыхляемость, трещиноватость) и влияние их на прочность, устойчивость и угол откоса. Характеристика крепости горных пород по М.М. Протодьяконову. Классификация горных пород по буримости. Нормы выработки и времени, и расценки на проходку выработок.

Проходка выработок в мягких, сыпучих, вязких и трещиноватых породах. Механизация работ (экскаваторы, дитчер, бульдозер, скрепер и др.). Устройство отбойного молотка, механической лопаты и условия их применения. Схема устройства компрессора. Ручные работы.

Проходка выработок в твердых породах. Буровзрывные работы. Взрывчатые вещества. Действие взрывной волны. Работоспособность ВВ, бризантность, детонация. Три группы ВВ — механические смеси, химические соединения и комбинированные. Основные виды ВВ — динамит, аммонал, аммонит, нитроглицерин и др. Устройство капсулей — детонаторов для огневого и электропаления. Бикфордов шнур. Патронирование ВВ. Заряжение шпуров и запалка. Последовательность операций при взрывных работах. Бурение шпуров — ручное и механическое. Устройство перфораторов и их использование в различных условиях. Бензоперфораторы. Электросверло. Расположение шпуров в забое. Оптимальная глубина шпуров и расчет необходимого их количества. Использование взрывных работ — котловые заряды, накладные заряды, кумулятивные заряды, минные камеры и др. Три схемы проветривания выработок после взрыва. Освещение выработок.

Проходка поверхностных открытых выработок — копуши, канавы, расчистки, врезы, траншеи, карьеры. Назначение копушей и канав при поисковых и разведочных работах. Типы канав — глубина, ширина, откосы. Проходка канав в мягких и твердых породах. Подъем породы при проходке канав. Механизированная проходка канав — экскаваторами, скреперами, бульдозерами, гидравлическим способом. Применение взрывных работ при проходке канав. Техника безопасности при проходке канав. Общее представление о проходке канав. Общее представление о проходке траншей и карьеров. Использование взрезов и расчисток.

Геологическая документация и ее назначение. Виды документации — первичная и сводная. Назначение документации. Основные геологические сведения, отражаемые в документации — на зарисовках, в описании. Отбор образцов, проб, шлифов и составление коллекций. Особенности документации канав — линейным способом и по сетке, зарисовка дна и стенок канав. Ориентировка и привязка на местности; форма журнала документации канав.

Проходка вертикальных и наклонных подземных горных выработок (шурфы, шахты, гезенки, восстающие). Назначение шурфов, их глубина и сечение. Проходка шурфов прямоугольного сечения — собственно проходка в различных породах, проходка на проморозку, на пожег, бутом, оттайка паром. Шурфопроходческие комплексы. Подъем породы — полки для перекидки, подъем воротком, лебедкой и другими средствами. Вентиляция при проходке шурфов — устройство вентилятора и ветрогона; проветривание бутом и печью. Крепление шурфов (сплошное, венцовое на пальцах, подвесное, на бабках, несплошное поясами с затяжкой стенок и без затяжки, забивная крепь). Особенности проходки и крепления шурфов круглого сечения (дудок). Геологическая документация шурфов — разбор примера зарисовки, описания и формы журнала. Разведочные шахты и их назначение. Некоторые особенности проходки шахт — глубина, сечение, крепление, устройство лестничного отделения. Документация шахт.

Проходка горизонтальных подземных горных выработок (штольни, штреки, квершлаги, орты, рассечки, полевые штреки). Особенности проходки штольни — крепление устья и подготовка площадки. Крепление горизонтальных выработок сплошными и несплошными дверными окладами; крепление стенок и кровли. Другие виды крепления: арочная, штанговая крепь, бетонирование, разборочная крепь и т.д. Маркшейдерская съемка и геологическая документация.

Водоотлив и насосы. Водоотлив из горизонтальных и вертикальных горных выработок. Устройство штангового насоса; горизонтальные поршневые насосы и их устройство; механические горизонтальные и вертикальные насосы, их устройство и производительность; устройство диафрагмового насоса, центробежный насос; крыльчатый насос и его устройство; устройство эрлифта, турбинного насоса и винтового. Расчет работы насоса и производительности насосов отдельных типов.

Промывка и продувка скважин (прямая и обратная). Устройство отстойников. Расчет скорости потока промывочной жидкости; приготовление и определение пригодности глинистого раствора. Условия применения продувки скважин. Определение производительности компрессора. Тампонаж скважин и его назначение. Виды тампонажа. Тампонажные материалы. Способ проведения тампонажных работ. Аварии при вращательном колонковом бурении и меры борьбы с ними. Ловильный инструмент.

Искривление скважин, причины искривления геологические и технические. Закономерности искривления скважин. Мероприятия, предупреждающие искривления скважин. Зенитные и азимутальные искривления. Замеры зенитных и азимутальных искривлений скважин. Принципы работы прибора Полякова и современных инклинометров. Телефотогеологические исследования. Искусственное искривление скважин. Направленное и многозабойное бурение. Способы искусственного искривления скважин. Технические средства для направленного многозабойного бурения. Способы получения ориентированных кернов. Кернометрия и ее значение. Принцип работы керноскопа и кернометра, и схемы приборов. Способы повышения выхода керна. Безнасосное бурение. Двойные колонковые снаряды, их разновидности. Специальные методы бурения. Общая характеристика. Снаряды и технические средства для бурения со съемными керноприемниками. Бурение с гидротранспортом керна.

Конструкция скважин. Телескоп обсадных труб и коронок. Геологическая документация скважин. Керн как основной материал документации. Линейный и весовой выход керна. Сменный рапорт. Буровой журнал. Колонки буровых скважин. Характеристика скорости бурения — механическая скорость, рейсовая, техническая, цикловая.

Другие виды бурения. Забойные двигатели: гидроударная машина, турбобур, электробур. Бездолотные способы разрушения горных пород при бурении — термический, гидравлический, с помощью взрывов; электрофизический и другие способы.

Механическое ударное бурение. Применение ударного бурения. Инструмент для проходки скважин. Бурение на канате и на штангах. Конструкции скважин. Буровые установки. Аварии при ударном механическом бурении и их ликвидация. Геологическая документация при ударном бурении.

Механическое и ручное бурение неглубоких скважин. Применение мелкого бурения. Ручное ударно-вращательное бурение с копром и лебедкой. Инструмент для бурения, обсадка скважин и ликвидация аварий. Ударно-механическое бурение мелких скважин. Шнековое бурение. Вибрационное бурение. Комбинированное бурение. Особенности документации скважин.

Наблюдение за водой при бурении и проходке горных выработок. Откачка из шурфов и скважин. Определение притока (дебита) воды. Определение воронки депрессии. Основные типы фильтров и их устройство — фильтр с засыпкой, корзиночный, песчаная муфта. Насосы, используемые при откачках.

Области использования различных типов буровых агрегатов. Стационарные, передвижные и самоходные станки. Выбор буровых установок (в зависимости от геологических условий, технических возможностей, времени и стоимости работ). Краткая характеристика используемых станков.

Морское бурение. Прибрежно-морское бурение: буровые суда, способы бурения. Глубокое бурение на море. Бурение в океане с научными целями.

Основные нормативные документы по охране труда и технике безопасности. Техника безопасности при проходке и документации горных выработок. Хранение ВВ и средств взрывания, их перевозка. Техника безопасности при производстве буровых работ. Производственная санитария. Специальные средства техники безопасности и охраны труда. Инструктаж по технике безопасности и оформление журналов, актов и других документов. Ответственность за нарушение правил безопасности. Общие сведения по охране геологической среды при производстве геологоразведочных работ. Мероприятия при проектировании и проведении горных работ: выбор участков для горных работ, выбор площадей под отвалы, мероприятия по ликвидации горных выработок, рекультивация площадей. Мероприятия при проектировании и проведении буровых работ: выбор места заложения скважины, строительство подъездных путей, меры предосторожности при использовании глинистых растворов и их химической обработке. Мероприятия, направленные на охрану подземных вод: крепление стенок, оборудование зумфов и отстойников. Ликвидация скважин, оборудование устья, тампонаж.

2. Методика поисков, разведки и опробования месторождений полезных ископаемых

Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых

Промышленные типы месторождений как основа учения о поисках и разведке. Основные факторы, определяющие промышленную ценность месторождения — масштабы по запасам минерального сырья, концентрация запасов, качество минерального сырья.

Примеры промышленных типов месторождений — железных руд, меди, олова, золота, углей, асбеста, слюды, цементного сырья, строительных материалов.

Поиски месторождений полезных ископаемых

Задачи поисковых работ. Поисковые предпосылки — формационные, структурные, геохимические, геоморфологических и другие.

Поисковые признаки: прямые (выход полезного ископаемого на дневную поверхность, ореолы рассеяния — первичные и вторичные, следы деятельности человека), косвенные (изменения околорудных пород, геофизические аномалии, геоморфологические, гидрогеологические, ботанические, прочие).

Современные методы поисков твердых полезных ископаемых — аэрометоды, наземные, подводные.

Метод геологической съемки как главные теоретические и практический метод познания и прогнозирования поисков месторождений.

Минералогические методы (валунный, шлиховой, металлометрическая съемка), гидрогеохимические методы, геоботанический и другие.

Геофизические методы — магнитометрический, гравиметрический, сейсмометрический и др.

Поиски горными выработками. Поиски буровыми скважинами. Структурное бурение.

Особенности поисков погребенных залежей полезных ископаемых. Оценка месторождений и рудопроявлений на стадии поисков. Организации и методика прогнозных работ на разных стадиях геологоразведочного процесса. Комплекты прогнозных карт.

Разведка месторождений полезных ископаемых

Общие основы разведочных работ. Главнейшие задачи разведки месторождений полезных ископаемых — изучение геологической структуры, формы тел, масштаба месторождений, вскрытие глубоких горизонтов, установление качественно-технологической характеристики природных разновидностей полезного ископаемого, выявление природных факторов, определяющих условия эксплуатации месторождения.

Стадии разведочных работ — предварительная, детальная и эксплуатационная разведка.

Технические средства разведки — горные выработки, буровые скважины, геофизические способы разведки. Условия, влияющие на выбор способа разведки — общеэкономические, горнотехнические, геологические.

Системы детальной разведки месторождений полезных ископаемых.

Систематизация разведочных данных — системы изолиний, геологические разрезы и планы. Ориентировка разведочных разрезов и выработок и календарный план работ.

Выбор и обоснование расстояний между разведочными выработками — опытные данные, метод сравнения с эксплуатацией, метод последовательного разрежения, аналитический метод. Анализ геометрии и плотности разведочных сетей на моделях с использованием ЭВМ.

Геологическое изучение поверхности месторождения. Особенности составления геологических карт участков месторождений при их разведке.

Принципы разведки. Общие основы классификации запасов. Категории запасов и природных ресурсов. Степень разведанности месторождений, необходимая для проектирования из разработки.

Группировка коренных месторождений твердых полезных ископаемых по факторам, определяющим методику разведки. Группировка россыпных месторождений.

Использование ЭВМ для моделирования месторождений. Имитация разведки на ЭВМ. Примеры разведки коренных и россыпных месторождений полезных ископаемых различных групп.

Роль и значение опробования при поисках, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Требования промышленности к различным видам минерального сырья как основа для направления и выбора методов опробования.

Виды опробования — химическое, минерально-петрографическое, техническое и технологическое. Способы отбора проб в горных выработках — штуфной, монолитов, точечный, вычерпывания, бороздовый, задирковый, валовый. Нормы времени на отбор проб в зависимости от категории пород и условий работы. Новые направления в отборе проб.Опробование по минеральному составу — по типам руд, по шлиховым минералам, люминесцентное опробование, по оценке площади рудных минералов.

Факторы, влияющие на выбор способа опробования — текстуры рудных тел, неравномерность распределения оруденения, размеры тел, мощность, крепость.

Выбор расстояний между пробами — зависимость расстояний от неравномерности оруденения; расстояния, принятые в практике разведки; экспериментальная проверка принятых расстояний методом разрежения. Объединение проб. Особенности опробования россыпных месторождений.

Отбора проб при бурении разведочных скважин — при колонковом, ударно-канатном и ударно-вращательном бурении.

Обработка и сокращение проб. Формула для сокращения проб. Измельчение проб. Факторы, определяющие надежный вес пробы.

Представительность и достоверность индивидуальных проб.

Контроль пробоотбора. Контроль обработки и сокращения проб. Контрольные анализы и их значение. Случайные и систематические погрешности анализов. Организация контроля. Внутренние, внешние и арбитражные анализы. Способы обработки результатов контрольных анализов.

Система разработок месторождений полезных ископаемых

Горное дело как самостоятельная дисциплина. Общие сведения о горных разработках — рудничные поля, шахтные поля. Подземные и открытые работы.

Подземные эксплуатационные работы — вскрытие, подготовка, добыча.

Разработка горизонтально залегающих месторождений — шахтных ствол, шахтных двор, зумпф, главные штреки, нарезные штреки, блоки. Предохранительные целики, вынужденные потери.

Разработка круто- и пологопадающих месторождений — закладка шахт, вскрытие горизонтов, высота этажей. Система разработок — почвоуступные, потолкоуступные сплошным забоем, магазинами и др.

Открытые работы и их преимущества. Вскрытие горизонтально залегающих, круто- или пологопадающих тел полезных ископаемых. Возможная глубина вскрыши. Разрезная траншея, разнос бортов. Добычные работы уступами — высота уступа.

Подводная добыча — драги, земснаряды. Гидравлическая разработка.

Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием.

Факторы, влияющие на выбор системы разработки. Связь между стадиями разработки. Резервы подготовленных запасов — запасы вскрытые, подготовленные, готовые. Годовая производительность рудника. Потери и разубоживание руды при добычи и методы борьбы с ними.

Геологическая служба на горных предприятиях. Задачи рудничной геологической службы.

Переработка минерального сырья

Подготовка минерального сырья к обогащению. Обогащение, основные виды: отсадка, обогащение на концентрационном столе, флотация, магнитное обогащение, грохочение, рудоразборка, обжиг, обогащение в тяжелых жидкостях, радиометрическое обогащение.

Обработка концентратов. Металлургическая переработка руд и концентратов.

Общие представления о кондициях и их значение. Общие показателей кондиций. Временные и постоянные кондиции. Назначение кондиций.

Минимальное промышленное содержание полезного компонента в руде и способы его расчетов.

Бортовое содержание полезного компонента в руде, его значение и способы определения.

Сравнительная оценка основных показателей кондиций.

Оконтуривание тел полезных ископаемых

Различные виды контуров — нулевой контур, промышленный, сортовой и др. Определение контуров тел полезных ископаемых в пределах разведочных выработок, между выработками и за их пределами.

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, — 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

Лекция №9. Подсчет запасов полезных ископаемых. Геолого-промышленная оценка месторождений.

Подсчет запасов месторождений полезных ископаемых.

Промышленная оценка месторождений полезных ископаемых.

Сроки эксплуатации месторождений.

Требования к промышленному минеральному сырью.

Подсчёт учёт запасов полезных ископаемых осуществляется по результатам геологоразведочных и горнодобывающих работ. Данные о запасах используются при составлении планов развития добывающих и потребляющих минеральное сырьё отраслей народного хозяйства. На их базе ведётся проектирование горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, проходческих и очистных работ и эксплутационной разведки.

Прогнозные ресурсы полезного ископаемого оцениваются в пределах рудоперспективных территорий и отдельных месторождений на основе геологических предпосылок, выявленных в процессе геологических предпосылок, выявленных в процессе геологического и других видов картирования и при геофизических и геохимических исследованиях. Сведения о прогнозных ресурсах учитываются при планировании поиско-оценочных и разведочных работ.

Запасы твёрдых полезных ископаемых подразделяются по степени их изученности по категории А, В, С, и С₂.

Запасы первых 3 категорий относятся к разведанным, запасы С₂ – к предварительно оценённым. Прогнозные ресурсы твёрдых полезных ископаемых подразделяются по степени их обоснования на категории Р₁, Р₂ и Р₃. Наиболее детально изучают запасы категорий А и В контур запасов категории А определяется в соответствии с требованием. Кондиций по скважинам или горным выработкам. При этом необходимо: выявить размеры, форму и условия залегания тел полезных ископаемых; оконтурить внутри их безрудные и некондиционные участки ( кондиций – технико-экономические требования к количеству и качеству минерального сырья, его горно-геологическим, гидрогеологическим и другими природными условиями, при соблюдении которых с учётом использования прогрессивных методов техники т технологии добычи и переработки можно подсчитать балансовые запасы полезного ископаемого), изучить характер и особенности изменчивости морфологии и внутреннего строения этих тел, технологические свойства полезных ископаемых, инженерно-гидрогеологические и другие условия с детальностью, необходимой для составления проекта разработки месторождения.

Запасы категории В должны близко подходить к указанным для категории А требованиям. Но в отличии от них при изучении формы, условий залегания и внутреннего строения тел полезного ископаемого устанавливается лишь их основные особенности и изменчивость. При выдержанных мощности тел и качестве полезного ископаемого, допускается включение в контур запасов категории В ограниченной зоны экстраполяции, обоснованной геологическими предпосылками, интерпретацией геофизических и геохимических данных.

К запасам категории С₁ предъявляются более низкие требования, чем к запасам категории В. Их отличие заключается в степени изученности внутренних неоднородностей и других природных условий. Технологические свойства запасов С₁ изучаются в степени, достаточной для обоснования их промышленной ценности; гидрогеологические, инженерно геологические, горно-геологические и другие природные показатели оцениваются предварительно.

От рассмотренных запасов так называемых промышленных категорий В, в и С₁ принципиально отличаются предварительно оценённые запасы категории С2.

Их контур определяют на основании единичных рудопродуктивных скважин, горных выработок и обнажений с учётом геофизических и геохимических данных, с использованием метода экстраполяции. Качество и технологические свойства полезных ископаемых выделяют по результатам исследования лабораторных работ.

Гидро-, инженерно-, горно-геологические и другие условия оцениваются по отдельным точкам наблюдения и по аналогии с подобными участками и месторождения.

Прогнозные ресурсы категории Р₁ оценивают вероятность прироста запасов при будущей разведке путём увеличения площади и глубины их распространения и за пределы внутреннего контура, обычно отождествлённого с контуром запасов при будущей разведке категории С₂ и за счёт тел полезных ископаемых, выявленных ранее при поисках и ожидаемых при разведке

Прогнозные ресурсы Р₂ оценивают потенциальные запасы вероятных для открытия месторождений в пределах рудоносной территории: рудном поле, узле и т.д.

Прогнозные ресурсы Р₃ в отличие от Р₂ оценивают потенциальные запасы предполагаемых месторождений на основе благоприятных геологических предпосылок, выявленных при средне и мелкомасштабном геологическом картировании, дешифрировании космических снимков, анализе результатов геофизических и геохимических исследований.

Запасы твёрдых полезных ископаемых и содержащихся в них ценных компонентов по их народнохозяйственному значению подразделяется на 2 группы: 1)балансовыеи2) забалансовые.

Такие названия связаны с формой учёта. По каждому виду полезного ископаемого составлен баланс запасов с их количественной и качественной оценкой. Запасы, составляющие его основу, стали называть балансовыми

По степени изученности геологического строения месторождения полезного ископаемого подразделяются на 4 группы.

1. Группа месторождений характеризуется простым геологическим строением. Запасы заключены в простых по форме, строению. На таких месторождениях в процессе детальной разведки выявляют запасы категории А и В

2. Группа месторождения сложного геологического строения с изменением мощности и строением тел полезных ископаемых; невыдержанным качеством. Разведка запасов осуществляется по категориям В и С₁; по категории А нецелесообразно вследствие неоправданна высокая стоимость геологоразведочных работ.

3. Группа месторождения сложного геологического строения с резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения тел полезных ископаемых и весьма неравноценным распределением ценных основных компонентов. Запасы подлежат разведке по категории С₁ и С₂. Детальная разведка запасов по категории А и В экономически нецелесообразно.

4. Группа месторождений металлов и неметаллического сырья весьма сложного геологического строения с резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения

Запасы разделяют по категориям С₁ и С₂ на что требуется проведение большого объёма подземных горных выработок.

Подготовленными для промышленного освоения считаются месторождения. Имеющие утверждение балансовые запасы разных категорий ГКЗ.

Основными параметрами при подсчёте запасов твёрдых полезных ископаемых является площадь и мощность рудных тел, средняя плотность руды, содержание в ней компонентов и поправочные коэффициенты

Площади со сложными очертаниями замеряются планиметром либо курвиметром, либо палеткой. Мощность рудных тел или залежей определяется по материалам опробования и геологической документации горных выработок и скважин

Средняя плотность руды определяется в ненарушенном залегании, непосредственно на месте, путём выемки определённого объёма горной массы и последующего его взвешивания и по результатам испытаний лабораторных проб (в г/см3)

Содержание полезного ископаемого может проводиться на химические элементы (золото, медь, никель и т.д.)в процентах и массовых единицах (гр., кг.) на 1т. или 1 м 3 руды. А среднее содержание определяется как среднеарифметическое последовательно по опробуемому сечению скважин, горизонту, блоку, участку.

Поправочные коэффициенты, учитывающиеся при подсчёт, могут существенно изменить наши представление о количественной и качественной характеристики запасов. На разведочных стадиях обычно определяют линейный коэффициент рудоносности:

,

где li – длина частных рудных интервалов;

L-суммарная длина пересечений рудной зоны, включая рудные и безрудные прослои. Существует эмпирическая формула определения фактического коэффициента рудоносности:

Запасы месторождений твёрдых полезных ископаемых подсчитывают в основном методом геологических и эксплутационных блоков или методом разреза.

Метод геологических блоков является универсальным. При этом методе выделяются блоки, различные по степени разведанности, мощности, содержанию полезных основных и попутных компонентов, природным типам и сортам руд. Запасы каждого блока подсчитываются по формулам: V=Sm; Q=Vd; P=Q ,где

V- Объём тела полезного ископаемого;

S- Площадь тела на проекции; m-средняя горизонтальная или вертикальная мощность тела;

Q-Запасы полезного ископаемого

d- Средняя плотность полезного ископаемого

С-среднее содержание полезного компонента (%)

Оконтуривание и подсчёт запасов проводится по каждому блоку. Подсчёт запасов по методу разрезов применяется для подсчёта запасов изометричных, трубообразных и сложных по форме тел полезных ископаемых, преимущественно разведанных буровыми или горно-буровыми системами, дающими возможность построить разрезы.

Они могут быть вертикальными и горизонтальными. Заключённая между смежными разрезами часть тела полезного ископаемого представляет собой призму, объём которой равен: V=S₁+S₂/2*l, где S₁и S₂-плошади смежных сечений, l-длина между ними. V=S₁+S₂+

Эта часть тела может рассматриваться в качестве одного блока или разделяться на несколько блоков, отличных друг от друга вещественным составом руд, степенью разведанности и т.п.

Объём крайних блоков, каждый из которых опирается на один разрез, в зависимости от формы выклинивания тела определяется по формулам клина или пирамиды. При непараллельных разрезах вносятся соответствующие поправки к подсчёту объёмов. Среднее содержание полезных компонентов определяют вначале для каждого разреза. В блоке, ограничиваются двумя разрезами, оно вычисляется как среднеарифметическое или средневзвешенное на площади сечений.

Основной целью подсчета запасов является определение количества полезного ископаемого и полезных компонентов. Чтобы облегчить подсчет, не снижая существенно его точности и достоверности, проводится некоторое упрощение формы тел полезных ископаемых и распределения полезных компонентов. Способ подсчета запасов представляет собой прием, с помощью которго реальное тело полезного ископаемого разбивается (подсчетные блоки) относительно простой формы и (или) с относительно равномерными значениями исходных данных полсчета запасов.

В общем случае количество полезного ископаемого Q определяется как произведение его объема V (определяется путем умножения площади тела полезного ископаемого S на его среднюю мощность m, т.е. V = Sm) и объемной массы d

Количество полезного компонента Р вычисляется как произведение количества полезного ископаемого Q и его среднего содержания полезного компонента в подсчетном блоке С, выражаемого в процентах. Расчет ведется по формуле

Формулы (1) и (2) называются общими формулами подсчета запасов; первая из них используется для определения количества полезного ископаемого (руды), а вторая – количества металла (полезного компонента). Расчетные показатели, входящие в эти формулы – площадь тела (блока, сечения и т.п.), средняя мощность полезного ископаемого в пределах подсчетного блока, среднее содержание полезного компонента в подсчетном блоке и средняя плотность полезного ископаемого – представляют собой исходные данные для подсчета запасов. Средние значения этих данных обычно устанавливаются одинаковыми приемами независимо от способа подсчета запасов.

Общие запасы по месторождению получают путем суммирования запасов полезного ископаемого (руды) и полезных компонентов (металлов) по отдельным блокам, а средее содержание полезного компонента устанавливается обратным расчетом из формулы (2), т.е.

Компьютерное моделирование месторождений полезных ископаемых.

На основе геологоразведочных данных, характеризующих геологическое строение месторождения, можно привести моделирование строения, состава и свойств месторождения полезного ископаемого. степень сложности и детальности модели зависит, прежде всего, от сложности геологического строения исследуемого месторождения, изменчивости его свойств, а также от целей, преследуемых ее построением.

Основой моделирования месторождений полезных ископаемых является информация, полученная в процессе разведки и эксплуатации месторождения. Она должна содержать не только количественные показатели (мощности, содержание полезных и вредных компонентов, запасы и др.), но также позволять судить о закономерности распределения и размещения руд в недрах.

В общей постановке математическая модель горно-геологического объекта представляет собой совокупность геолого-маркшейдерских данных, трансформированных с помощью выбранного математического аппарата (является важнейшей составной частью моделирования) по определенному алгоритму.

Математические модели делят на простые геометрические модели месторождений, дискретные, аналитические и смешанные.

Простые геометрические модели месторождений обеспечивают представление сложных в действительности форм реальных рудых тел упрощенными преображениями в виде правильных геометрических фигур – параллепипедов, усеченных конусов и пирамид, призм, а на поперечных сечениях – в виде параллелограммов и трапеций. Область применения простых геометрических моделей ограничивается однородными рудными телами относительно несложной формы – чем сложнее месторождение, тем больше погрешность расчетов.

Для описания месторождений полезных ископаемых широко используются дискретные математические модели. Суть дискретного моделирования месторождений заключается в том, что участок горного отвода, включающий полезное ископаемое и вмещающие породы, представляется в виде суммы микроблоков, каждый из которых характеризуется координатами в трехмерном пространстве и кодом качественных признаков. Эти модели получили название цифровых или блочных.

Достоинство цифровых моделей заключается в том, что они обеспечивают интеграцию источников геологической информации и позволяют на единой информационной базе осуществить увязку всех функциональных задач, решаемых на горном предприятии и объединении.

Аналитические модели месторождений представляют собой совокупность аналитических функций, объединенных в систему, описывающих распределение определенных геологических признаков в трехмерном пространстве геохимического поля. Аналитические модели достаточно компактны для записи в ЭВМ, удобны для расчетов, но применение их формально ограничивается такими типами залежей, которые в пределах выбранной системы координат представляют собой однозначные функции.

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, — 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

Лекция №10. Основы инженерной геологии. Водные , физические, основные и механические свойства горных пород.

Возникновение и история развития инженерной геологии.

Предмет и задачи инженерной геологии, основные этапы развития, связь с другими геологическими науками.

Основные направления инженерной геологии и ее современная структура.

Возникновение инженерной геологии и развитие ее на первых этапах были связаны со строительством. Исследование горных пород в строительных целях начали проводиться задолго до появления термина «инженерная геология». Поэтому можно говорить о предыстории инженерной геологии, которая, по существу, складывается из двух этапов.

Первый этап — когда строители и горные инженеры самостоятельно изучали горные породы, являющиеся основанием, средой и материалом для различных сооружений. Вряд ли можно, хотя бы приблизительно, указать, когда начали изучаться горные породы в связи со строительством. Началом же научных исследований и обобщения
накопленного материала инженерно-геологического характера т.е. началом первого этапа предыстории инженерной геологии, можно счи­тать первые десятилетия XIX в. Оно было, связано с раз­витием промышленного капитализма в Европе, Америке и России.
Строительство заводов, фабрик, плотин и других сооружений требовало
наиболее рациональных решений: достаточной их надежности при
наименьших затратах. Достигнуть этого без изучения горных пород
было нельзя, поэтому строители начали уделять им гораздо больше
внимания, чем ранее. При этом в их работах горные породы называ­лись грунтами.

С целью обобщения накопившегося опыта строительства и исполь­зования его в сходных условиях строителям самим пришлось разраба­тывать классификации грунтов, описывать их особенности, характери­зовать свойства грунтов, учитывать воздействие геологических процес­сов на различные сооружения.

Второй этап предыстории инженерной геологии связан с привлече­нием геологов к изысканиям под строительство (с начала XIX по 20-е годы XX в.). В это время геологи начали привлекаться к решению вопросов в связи со строительством железных дорог, каналов и других крупных сооружений. Среди геологов, консультировавших строителей,
было немало известных ученых. В качестве примера можно назвать:
В. Смита (Англия), Ч. Беркли (США), И. В. Мушкетова, В. А. Обру­чева, А. П. Павлова и др. При изысканиях под железные дороги большое внимание уделялось геологическому строению полосы трассы и геологическим процессам в ее пределах.

Возникновение и развитие инженерной геологии. При решении вопросов, связанных со строительством, мало знать особенности горных пород, изучаемые грунтоведением и механикой грунтов. До начала строительства, на стадии выбора наилучшего варианта участка и объ­ективной оценки конкурирующих вариантов, необходим широкий круг сведений о геологическом строении территории, геологических процес­сах, которые уже протекают или могут возникать в результате строи­тельства, о гидрогеологических условиях и т. д. Изучение этих вопросов взяла на себя новая наука — инженерная геология.

Впервые, под названием «Ин­женерная геология» в 1929 г. вышла книга Редлиха, Кампе и Терцаги на немецком языке, но в ней обоснование названия и изложение методологических основ инженерной геологии отсутствовали.

Инженерная геология как наука оформилась при гидротехническом строительстве в результате реализации плана электрификации. Большое значение для возникновения и развития инженерной геологии имели работы Ф. П. Саваренского, Г. Н. Каменского, Н. Ф. Погребова, И. В. Попова, Н. Н. Маслова, М. П. Семенова. R А. Приклонского и др., принимавших участие в изысканиях под строительство гидроэлектростанций на Волге, Днеп­ре, по трассе канала Волга—Москва и др. Большой вклад в станов­ление инженерной геологии как науки внесли крупнейшие советские геологи: Е. Б. Милановский, Г. Ф. Мирчинк, И. С. Шацкий и др.

B 1929 г. была открыта кафедра инженерной геологии в Ленинград­ском горном институте, а в 1931 г. — в Московском геологоразведочном институте. В 1937 г. вышли в свет книги: «Инженерная геология» Ф. П. Саваренского и «Методика инженерно-геологических исследова­ний для гидротехнического строительства», написанная М. П. Семеновым, Н. И. Биндеманом и М. М. Гришиным, которые окончательно закрепили представление об инженерной геологии как новой отрасли геологической науки.

В те же годы за рубежом возникла «геотехника», которая получи­ла широкое развитие в Швеции, Норвегии, Германии, Англ

источник